汽車塗裝噴漆廢氣處理技術探討及（jí）應用

導讀：塗裝車間作為汽車工廠的主要（yào）汙染（rǎn）源，其噴漆（qī）室的廢氣通常（cháng）采用排氣筒直接高空排（pái）放，對環境汙染嚴重。針對噴漆室廢氣風量大、濃（nóng）度低的特點（diǎn），通過幾種廢氣處理方式的綜合對比，製定出適用於（yú）噴漆室廢氣處理的方案（àn），並在某汽車塗裝項目中成功運用，噴漆室廢氣經過處（chù）理後達到排放標準，經濟可行。。

來（lái）源：《裝備製造技術》
　　伴（bàn）隨著我國工業的迅速發展，在經濟快（kuài）速增長（zhǎng）的（de）同時，環境問題也（yě）日益凸顯出來。近年來（lái），汽車製造業發展得如火如荼，各大汽車公司都（dōu）在全國各地開疆拓土，建設新的生（shēng）產基地。汽車生產的（de）四大工藝（yì）中，塗（tú）裝車間是產生“三廢”多的環節，其中塗裝廢氣是塗裝“三（sān）廢”中（zhōng）的主要部分。因此，如何有效治理（lǐ）汽車工業大氣汙染已經成（chéng）為（wéi）亟待解決的重要（yào）問題。在這種新形勢下，為了（le）實現社會的可持續發展，為人民創造更好的生存環境，許多地方政府的（de）環保部門已經（jīng）針對汽車行業陸（lù）續出台了汽車表（biǎo）麵塗裝大氣汙（wū）染物排放標準。
 
　　汽車塗裝車間的廢（fèi）氣主要來源於噴漆室、晾（liàng）幹室和烘幹室。目前，烘幹室的廢氣在各大汽車（chē）工（gōng）廠都是經過焚燒處理，達到排放標準後再排放的。然而，噴漆室和晾幹室的廢氣則（zé）基本都是通（tōng）過排氣筒直接高空排放，未經任何處理，不（bú）能滿足新的環保法規要求。為了適（shì）應新的標準，目前許多在（zài）建和新建的汽車工廠已經明確要求對噴漆廢氣進（jìn）行處理（lǐ）後再排放，甚至對現有的老舊塗裝線也提出（chū）對噴漆廢氣處理的改造（zào）需求，這既是企業的責任，也是必須履行的義務。因此，針對噴漆廢（fèi）氣的特點，製定出合理、經濟的處理方案就顯得尤（yóu）為緊迫和重要。本文就是針（zhēn）對（duì）噴漆（qī）廢氣處理技術的應用進行探討。

 
　　1廢氣處理方式（shì）
 
　　汽車塗（tú）裝（zhuāng）工藝過程中，噴（pēn）漆室、晾幹室（shì）和烘幹室（shì）會有大量有機溶劑(VOCs)揮（huī）發出來，通過廢（fèi）氣係統排到車（chē）間外（wài），會嚴重危害（hài）人（rén）體健康和生態環境，必須處理後再排放。廢（fèi）氣中VOCs的處理方法主要有兩類：一類是（shì）破壞性消除法，如焚燒或催化燃燒法等，將VOCs轉化為（wéi）CO2和（hé）H2O;另一類是回收法（fǎ），如吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法。
 
　　1.1燃（rán）燒處理法
 
　　大部分的VOCs都是可燃的，可以通過熱力燃燒（shāo）或催化燃燒方式進行處理。采用燃燒法處理的優點是：VOCs淨化（huà）效率高，有機廢氣不需要預處理，可靠性高（gāo）。但其缺（quē）點是：廢氣處理溫度高，對（duì）於低濃度、低（dī）溫度廢氣，燃料耗能大;淨化後氣體排放溫度高，需要（yào）設置熱回收（shōu）裝置;單台設備的燃燒室處理（lǐ）風量（liàng）有限，對於大風量（liàng）廢氣，不僅造價很高，而且占地麵積大。
 
　　對於烘幹室的廢氣，由（yóu）於其VOCs濃度和溫度（dù）較高(濃度為（wéi）1000mgCm3，溫度在150～2000C)，且風（fēng）量不大(總廢氣（qì）量一般不超過5萬NmⅦ)，適宜（yí）采用燃燒方式進行（háng）處理，比如（rú），目前汽車塗（tú）裝車（chē）間應用為（wéi）廣泛的蓄熱式焚燒設備(RTO)或熱力式廢（fèi）氣焚燒爐(TNV)。而對於噴（pēn）漆室和晾幹室（shì）廢氣，由於其（qí）濃度（dù）和溫度較低，風量較大(一般濃度<300ms/m3，溫（wēn）度<30℃，風量>10萬（wàn）Nm‰)，因此采用（yòng）燃燒（shāo）處理方式既（jì）不經濟，也不合理。
 
　　1.2回收處理法
 
　　回收處理方式中，吸收法適用於處理無機氣態水溶性汙染物，且存在（zài）廢液的二次處（chù）理問題;冷凝法（fǎ）和膜（mó）分離法適用於處理小（xiǎo）流（liú）量、高濃度廢氣;針對噴漆室廢氣濃（nóng）度和溫度低、風量大的特（tè）點，比較適合采用（yòng）吸附（fù）法進行處理。
 
　　采用吸附法處理廢氣的優點是（shì）：對低濃度、大風量的有機廢氣淨化效率高、運行費用低、操作簡單（dān）。缺點是（shì）：對廢氣的溫度和濕度有要求，特殊情況需（xū）要（yào）對廢氣進行預處理;另外，吸（xī）附VOCs後的載體需要（yào）進項再生處（chù）理。
 
　　2廢氣（qì）吸附處理工藝
 
　　2.1吸（xī）附劑
 
　　吸附處理（lǐ）技術（shù）的核心（xīn）是吸附劑的（de）性能，高性（xìng）能的吸附劑應具有均勻（yún）孔道、較大的吸附容量、良好的疏水（shuǐ）性以及容（róng）易再生等特性。目前在工業（yè）應用中，有機廢氣吸附（fù）處理工藝常用（yòng）的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。
 
　　活性炭具有孔（kǒng）穴豐富、比（bǐ）表麵積大的優點，適用於大部分VOCs的吸附淨化，但是當廢氣（qì）濕度>60%時，其吸附效果會大大降低。另外，活性炭材料普遍存在安全性較差的問題（tí），當采用熱空氣再生時，易發生著火現（xiàn）象，其再生多（duō）采用高溫水蒸汽。而塗裝（zhuāng）車間的噴漆室廢氣相（xiàng）對濕度RH一般為85%～90%，如果采用活性炭吸附，需要（yào）對廢氣進行除濕預處理，而且再生工藝（yì）複雜，因此不適用。
 
　　相對於活性炭，沸石吸附劑的特性（xìng）為：不（bú）可燃;耐溫1000℃，可用熱空氣高溫再生;有（yǒu）較強的疏水性，當廢氣濕度RH<90%I對，表現出很好（hǎo）的VOCs吸附效果。
 
　　2.2吸附（fù）工藝
 
　　按吸附劑在裝置內的工作狀態，可將吸（xī）附工藝設備分為固定（dìng）床、移動床（chuáng）、流化床和轉輪式14】。其中，固定床不能滿足連續吸附的要求。移動床和流化床雖可以連續吸附，但（dàn）存在吸附劑的磨損和消耗問題。轉輪（lún）式吸附工（gōng）藝如（rú）圖1所示（shì）。轉輪主體為一個表麵用吸附劑覆蓋的旋轉輪，劃（huá）分為三個區域：吸附區（qū）、再（zài）生（shēng）區和冷卻區。有機（jī）廢氣經鼓風機送人吸附區，VOCs成分被吸附後，成為淨化氣體排出。然後，吸附了VOC的（de）吸附劑轉入再生區，在高（gāo）溫空氣的作（zuò）用下，VOC成分被有效脫附，隨再生空氣排入焚燒設備處理，而吸附劑獲得再生後轉（zhuǎn）入冷卻區進行降溫，便於下一步再次進人吸附區有效吸附VOC成分。隨著轉輪的轉動，吸附劑（jì）周期性進行吸附、脫附和冷卻，實現對有（yǒu）機廢氣的淨化f3I。因此，采用轉輪式吸附工藝，可以高效淨化有機廢氣，在線實現再生，設備簡單易維護，而且吸附（fù）劑的損耗極少。

 
　　綜上所述，針對塗（tú）裝車間的噴漆（qī）室有機廢氣，采用分子篩沸石吸附劑的轉（zhuǎn）輪（lún）式吸附工藝（yì）為適用。
 
　　3噴漆廢氣處理方案及應用
 
　　以廣州某汽車塗（tú）裝車間為例，由於采用溶（róng）劑型清漆工藝，其噴漆室廢氣濃（nóng）度遠（yuǎn）高於排（pái）放標準，必須處理（lǐ）後才允許排放（fàng）。因此，針對沸石轉輪吸附（fù）工藝在噴漆廢（fèi）氣處（chù）理中的應用，做了詳細的方案設計。該車間噴（pēn）漆廢氣參數如表（biǎo）l所示。
 

 
　　針對廢氣參數，在處理方案中選用了一台美國進口品牌的沸石吸附轉輪產品(規格4200)，濃縮比為（wéi）14：1。濃（nóng）縮後廢氣采用三室RTO廢氣焚燒設備進行處理。方案原理如（rú）圖2所示。
 
 
　　該廢氣（qì）處理係統可分為幾個部分：廢氣過濾係統、轉輪吸附濃（nóng）縮係統、廢氣焚燒係（xì）統及餘熱利用係統。優點主要有以下（xià）幾方麵：
 
　　(1)經沸石轉輪濃縮後的廢氣與來自車間的烘幹室廢氣共用（yòng）一套廢（fèi）氣焚燒設備(RTO)進行處理，減少設備（bèi）投資成本。
 
　　(2)廢氣進（jìn）入轉輪（lún）之前經過三級過濾，減少對沸石轉輪的（de）汙染（rǎn）。
 
　　(3)由於沸（fèi）石的吸附效率與（yǔ）廢（fèi）氣溫濕度有很大關係(要（yào）求溫度（dù）≤35℃，相對濕度≤90%)，因此在轉輪設備的廢氣人El引入一路來自RTO的熱空氣（qì），用於調節廢氣溫濕度。
 
　　(4)RTO設備的排氣管路增加一套汽（qì）水換熱裝置，用於加熱車間熱水，有效節能。
 
　　目前該車間（jiān）已經正常生（shēng）產一年多（duō）時間，通過實際（jì）驗證，清漆廢氣經吸附轉輪處理後，其VOC濃度由原（yuán）來的220mg/m3降（jiàng）至20mg/m3，VOC去除效率大（dà）於90%;濃縮後廢氣和烘幹室廢氣經RTO設備處理後的廢氣濃度可降至28mg/m3，完全滿足環保要求。
 
　　4結束語
 
　　隨著（zhe）環境問題日益嚴重，企業和個人都（dōu）有責任、有義務（wù）做出積極的努力改善環境，實現經濟社會的健康可持續發展。采用本方案對塗裝車間噴漆廢氣進行處理後，設備運行（háng）可靠，VOCs排（pái）放總量可以減少80噸/年（nián），具（jù）有非常重要的社會意（yì）義（yì）。